KR101617839B1 - Non-dispersive infrared breath alcohol analyzer - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 비분산 적외선 음주 측정기는 광도파로와, 적외선 광원과, 광센서를 포함하는 비분산 적외선 음주 측정기로서, 상기 광센서의 상류 측에 설치되어, 알코올 가스에 반응하는 특정 파장의 빛만이 상기 광센서에 전달되도록, 적외선의 특정 파장의 빛만 통과시키는 밴드패스필터와, 상기 광도파로의 하류 측 일단에 설치되어 시료가스가 상기 광센서 측으로 흐르는 것은 방지하고, 상기 광도파로를 통과한 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장의 빛은 통과시키는 하류 측 투명층과, 상기 하류 측 투명층과 상기 밴드패스필터 사이에 배치되어, 상기 하류 측 투명층을 통과한 적외선을 상기 밴드패스필터에 전달하는 하류 측 광가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 비분산 적외선 음주 측정기는 날숨에 포함된 침 등의 이물질에 의해서 광센서나 적외선 광원이 오염되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 날숨 내의 수증기가 응축되어 수분이 발생하고 이 수분에 알코올이 용해되어 알코올의 농도가 낮게 측정되는 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다.A non-dispersion infrared drinking meter according to the present invention is a non-dispersion infrared drinking meter including an optical waveguide, an infrared light source, and an optical sensor, A band-pass filter disposed at one end of the optical waveguide to prevent the sample gas from flowing to the optical sensor side, and an infrared sensor disposed on one end of the optical waveguide for transmitting infrared light having passed through the optical waveguide, A downstream-side transparent layer that transmits at least light of a specific wavelength responsive to an alcohol; and a downstream-side optical filter which is disposed between the downstream-side transparent layer and the band-pass filter and transmits infrared light, which has passed through the downstream- Further comprising a guide. The non-dispersive infrared drinking meter according to the present invention can solve the problem of contamination of a photosensor or an infrared light source by a foreign substance such as saliva included in exhalation. In addition, there is an advantage that the problem of condensation of water vapor in the exhalation to generate water, and the alcohol is dissolved in the water, whereby the concentration of alcohol is measured low.

Description

비분산 적외선 음주 측정기{Non-dispersive infrared breath alcohol analyzer}[0001] Non-dispersive infrared breath alcohol analyzer [0002]

본 발명은 비분산 적외선 방식의 가스 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비분산 적외선 방식의 음주 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a non-dispersion infrared type gas measuring apparatus, and more particularly, to a non-dispersion infrared type drinking water measuring apparatus.

음주측정기는 들숨의 공기와 섞여서 날숨과 함께 배출되는 알코올의 농도를 측정한다. 숨과 함께 배출되는 알코올은 혈액 속에 들어있던 알코올의 농도에 비례하므로 날숨에 포함된 알코올의 농도를 측정하면 혈중알코올농도를 계산할 수 있다.The breathalyzer measures the concentration of alcohol released with exhalation by mixing with the air of inspiration. Alcohol exhaled with breath is proportional to the concentration of alcohol in the blood, so you can calculate your blood alcohol concentration by measuring the concentration of alcohol in the exhalation.

음주측정기는 시료가스채취부, 감지부, 신호처리부, 표시부를 포함한다. 시료가스채취부는 피측정자의 날숨의 일부를 채취하여 감지부에 전달한다. 감지부는 시료가스채취부를 통해서 채취된 시료가스 중의 알코올성분을 감지하여 전기신호를 발생하는 알코올센서를 포함한다. 신호처리부는 알코올센서로부터의 전기신호를 분석하여 혈중알코올농도를 계산하는 기능을 한다. 신호처리부에서 계산된 결과는 표시부에 표시된다.The drinking meter includes a sample gas sampling unit, a sensing unit, a signal processing unit, and a display unit. The sample gas collecting part collects part of the exhalation of the subject and transmits it to the sensing part. The sensing unit includes an alcohol sensor for sensing an alcohol component in the sample gas collected through the sample gas collecting unit to generate an electric signal. The signal processor analyzes the electrical signal from the alcohol sensor and calculates the blood alcohol concentration. The result calculated by the signal processing unit is displayed on the display unit.

감지부의 알코올센서로는 전기화학식, 반도체식 및 비분산 적외선 방식이 있다. 반도체식 알코올센서는 SnO2, In2O3, ZnO 등의 세라믹 반도체 표면에 가스가 접촉되었을 때 세라믹 반도체의 전기전도도가 변화하는 것을 이용하는 것으로서, 수명이 길고 응답속도가 빠른 반면 상대적으로 정확도가 떨어진다.Alcohol sensors in the sensing part include electro-chemical, semiconductor, and nondispersive infrared. Semiconductor type alcohol sensor uses the change of electric conductivity of ceramic semiconductor when gas is contacted with the surface of ceramic semiconductor such as SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, etc., .

전기화학식 알코올센서는 반응 전극과 대응 전극에서 발생하는 산화·환원 반응에 의해 반응 전극과 대응 전극 사이에 전류가 흐르는 것을 이용하는 것으로서, 정확도가 높으나 수명이 짧고 응답속도가 느리다.The electrolytic alcohol sensor utilizes the fact that a current flows between the reaction electrode and the corresponding electrode due to the oxidation-reduction reaction occurring in the reaction electrode and the corresponding electrode, and the accuracy is high, but the life span is short and the response speed is low.

비분산 적외선 방식의 알코올센서는 알코올 분자가 적외선 영역의 파장의 광을 흡수하는 것을 이용하여, 시료가스를 통과한 적외선의 강도 변화에 따른 전기신호를 시료가스에 포함되어 있는 알코올의 농도로 환산한다. 비분산 적외선 방식의 알코올센서는 성능이 우수하지만, 부피가 크기 때문에 휴대가 어렵다는 문제가 있다. 본 발명은 비분산 적외선 방식의 알코올센서를 이용하는 음주측정기에 관한 것이다.The non-dispersion infrared type alcohol sensor converts the electric signal according to the intensity change of the infrared ray passing through the sample gas to the concentration of the alcohol contained in the sample gas by using the alcohol molecule absorbing the light of the wavelength in the infrared region . The non-dispersive infrared type alcohol sensor is excellent in performance, but has a problem in that it is difficult to carry because of its large volume. The present invention relates to a breathalyzer using a non-dispersion infrared type alcohol sensor.

도 1은 종래의 비분산 적외선 가스 측정 장치를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 비분산 적외선 가스 측정 장치는 적외선이 가스에 흡수 반응을 일으킬 수 있는 통로를 제공하는 광 도파관(240); 광 도파관의 내부에 위치하여 적외선을 방사하는 적외선 램프(210); 적외선 램프의 후방에 위치하여 적외선을 전방으로 방사하는 반사판(220); 광 도파관에서 가스에 흡수되지 않고 도달하는 적외선을 감지하여 전기 신호로 전환하는 광센서(230); 및 광 도파관이 설치되고 남는 공간에 배치되며, 적외선 램프를 조절하고 전기 신호로부터 가스의 농도를 추출하는 제어부(250)를 구비하며, 제어부가 설치된 공간 중 외부와 맞닿은 영역(260)의 일부에 공기 유입이 되도록 제 1 공기 유입구(261)를 형성하고, 제어부와 광 도파관이 맞닿은 영역의 일부에 제 2 공기 유입구(241, 242)를 형성하고, 광 도파관의 외부에 맞닿은 영역 중 일부에 공기 유출구(243)를 형성하여 공기의 유입과 유출이 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 한다. 1 shows a conventional non-dispersion infrared gas measuring apparatus. The non-dispersive infrared gas measuring apparatus shown in FIG. 1 includes an optical waveguide 240 for providing a path through which infrared rays can cause an absorption reaction to gas; An infrared lamp 210 located inside the optical waveguide and emitting infrared rays; A reflector 220 located behind the infrared lamp and radiating infrared rays forward; An optical sensor 230 for detecting infrared rays reaching the optical waveguide without being absorbed by the gas and converting the infrared signal into an electric signal; And a control unit 250 disposed in the space where the optical waveguide is installed and controlling the infrared lamp and extracting the concentration of the gas from the electric signal. The second air inlet 241 and the second air inlet 242 are formed in a portion of the region where the control unit and the optical waveguide are in contact with each other and the air outlet 243 are formed so that the inflow and outflow of air are smoothly performed.

상술한 장치는 확산식 비분산 적외선 가스 측정 장치로서, 측정 장치가 배치된 공간의 외부 공기에 포함된 이산화탄소의 농도를 측정하기 위한 것이다. 그러나 음주측정기는 피측정자의 날숨이 시료가스이며, 날숨에는 알코올 이외에 수증기, 침 등이 포함되어 있기 때문에 상술한 형태의 장치를 바로 음주측정기에 적용하기 어렵다는 문제가 있다. The apparatus described above is a diffusive non-dispersive infrared gas measuring apparatus for measuring the concentration of carbon dioxide contained in the outside air in a space where the measuring apparatus is disposed. However, there is a problem that it is difficult to apply the apparatus of the above-described type to a drinking measuring instrument because the breath measuring apparatus is a sample gas and the exhalation includes vapor and saliva in addition to alcohol.

즉, 날숨에 포함된 침 등의 이물질에 의해서 광센서나 적외선 광원이 오염될 수 있으며, 날숨에 포함된 수증기가 응축되어 수분이 발생하고, 발생된 수분에 의해서 알코올이 용해되어 알코올의 농도가 낮게 측정될 수 있다.That is, foreign substances such as acupuncture included in the exhalation may contaminate the optical sensor or the infrared light source, condensation of water vapor included in the exhalation generates moisture, and the alcohol is dissolved by the generated water to lower the concentration of alcohol Can be measured.

등록실용신안공보 20-0389486Registration Utility Model Bulletin 20-0389486 공개특허공보 10-2011-0011307Published Patent Application No. 10-2011-0011307

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 날숨에 포함된 침 등의 이물질에 의해서 광센서나 적외선 광원이 오염되는 문제를 해결할 수 있는 비분산 적외선 방식의 음주측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 날숨 내의 수증기가 응축되어 수분이 발생하고, 이 수분에 알코올이 용해되어 알코올의 농도가 낮게 측정되는 문제를 해결할 수 있는 비분산 적외선 방식의 음주측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a non-dispersion infrared type alcohol meter capable of solving the problem of contamination of a photosensor or an infrared light source by foreign matters such as saliva, It is another object of the present invention to provide a non-dispersion infrared type drinking water measuring instrument capable of solving the problem of condensation of water vapor in the exhalation to generate water, and the alcohol is dissolved in the water to lower the concentration of alcohol.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비분산 적외선 음주 측정기는 그 내부에 시료가스가 흐르며 그 내면은 적외선을 반사하는 광도파로와, 상기 광도파로의 내부에 적외선을 방사하는 적외선 광원과, 상기 광도파로를 통과한 적외선을 감지하여 전기 신호를 발생하는 광센서를 포함하는 비분산 적외선 음주 측정기로서, 상기 광센서의 상류 측에 설치되어, 알코올 가스에 반응하는 특정 파장의 빛만이 상기 광센서에 전달되도록, 적외선의 특정 파장의 빛만 통과시키는 밴드패스필터와, 상기 광도파로의 하류 측 일단에 설치되어 시료가스가 상기 광센서 측으로 흐르는 것은 방지하고, 상기 광도파로를 통과한 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장의 빛은 통과시키는 하류 측 투명층과, 상기 하류 측 투명층과 상기 밴드패스필터 사이에 배치되어, 상기 하류 측 투명층을 통과한 적외선을 상기 밴드패스필터에 전달하는 하류 측 광가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a non-dispersive infrared drinking water analyzer including an optical waveguide through which a sample gas flows, an inner surface of the optical waveguide reflects infrared light, an infrared light source that emits infrared light into the optical waveguide, A non-dispersive infrared drinking meter comprising an optical sensor for detecting an infrared ray passing through an optical waveguide and generating an electric signal, wherein a light of a specific wavelength, which is responsive to an alcohol gas, A band-pass filter provided at one end of the optical waveguide to prevent sample gas from flowing to the optical sensor side, and at least one of infrared rays passing through the optical waveguide Side band-pass filter and the band-pass filter And a downstream-side light guide for transmitting infrared rays having passed through the downstream-side transparent layer to the band-pass filter.

상술한 비분산 적외선 음주 측정기는 상기 광도파로의 상류 측 일단에 설치되어 시료가스가 상기 적외선 광원 측으로 흐르는 것은 방지하고, 상기 적외선 광원에서 방사된 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장은 통과시키는 상류 측 투명층을 더 포함하는 것이 바람직하다.The non-dispersive infrared ray analyzer may be disposed at an upstream end of the optical waveguide to prevent a sample gas from flowing to the infrared light source side, and an upstream side to pass a specific wavelength of infrared rays emitted from the infrared light source, It is preferable to further include a transparent layer.

또한, 상기 적외선 광원과 상기 상류 측 투명층 사이에 배치되어, 상기 적외선 광원에서 방사된 적외선을 상기 상류 측 투명층에 전달하는 상류 측 광가이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.And an upstream light guide disposed between the infrared light source and the upstream transparent layer for transmitting the infrared light emitted from the infrared light source to the upstream transparent layer.

또한, 상기 광도파로에 연결되어 가동시 상기 광도파로에 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 더 포함하고, 상기 광도파로는 서로 나란한 한 쌍의 직선부와 한 쌍의 직선부를 서로 연결하는 곡선부를 포함하며, 상기 흡입펌프는 상기 한 쌍의 직선부와 곡선부에 의해서 둘러싸인 공간에 배치되는 것이 바람직하다.The optical waveguide further includes a suction pump connected to the optical waveguide and configured to introduce the sample gas into the optical waveguide when the optical waveguide is in operation. The optical waveguide includes a curved portion connecting a pair of linear portions and a pair of linear portions, , And the suction pump is preferably disposed in a space surrounded by the pair of straight line portions and the curved line portion.

또한, 상기 광도파로의 둘레에 및 상기 광도파로와 흡입펌프 사이의 공간에 배치된 단열재를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further include a heat insulating material disposed around the optical waveguide and in a space between the optical waveguide and the suction pump.

또한, 상기 광도파로의 둘레에는 히터가 설치되는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that a heater is provided around the optical waveguide.

또한, 상기 하류 측 광가이드 및 상류 측 광가이드는 프라스틱 재질의 중공 관이며, 내면에 광반사층이 코팅되어 있는 것이 바람직하다.Preferably, the downstream-side light guide and the upstream-side light guide are hollow tubes made of a plastic material, and a light reflecting layer is coated on the inner surface.

본 발명에 따른 비분산 적외선 음주 측정기는 날숨에 포함된 침 등의 이물질에 의해서 광센서나 적외선 광원이 오염되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 날숨 내의 수증기가 응축되어 수분이 발생하고 이 수분에 알코올이 용해되어 알코올의 농도가 낮게 측정되는 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다.The non-dispersive infrared drinking meter according to the present invention can solve the problem of contamination of a photosensor or an infrared light source by a foreign substance such as saliva included in exhalation. In addition, there is an advantage that the problem of condensation of water vapor in the exhalation to generate water, and the alcohol is dissolved in the water, whereby the concentration of alcohol is measured low.

도 1은 종래의 비분산 적외선 가스 측정 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비분산 적외선 음주 측정기의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 비분산 적외선 음주 측정기의 커버가 제거된 상태에서 일부분의 단면을 나타낸 도면이다.1 shows a conventional non-dispersion infrared gas measuring apparatus.
2 is a perspective view of a non-dispersive infrared drinking meter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the non-dispersive infrared drinking meter shown in FIG. 2, with the cover removed. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비분산 적외선 음주 측정기의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 비분산 적외선 음주 측정기의 커버(91)가 제거된 상태에서 일부분의 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a perspective view of a non-dispersive infrared drinking meter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the non-dispersive infrared drinking meter shown in FIG. 2 with the cover 91 removed .

도 2와 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비분산 적외선 음주 측정기(1)는 케이스(90)와 케이스(90)의 내부에 설치된 광도파로(10), 흡입펌프(18), 히터(70), 단열재(75), 적외선 광원(20), 광센서(30), 하류 측 투명층(50), 하류 측 광가이드(60), 밴드패스 필터(40), 상류 측 투명층(55) 및 상류 측 광가이드(65)를 포함한다.2 and 3, the nondispersive infrared drinking water analyzer 1 according to an embodiment of the present invention includes a case 90 and an optical waveguide 10 installed inside the case 90, a suction pump 18, A heater 70, a heat insulating material 75, an infrared light source 20, an optical sensor 30, a downstream transparent layer 50, a downstream optical guide 60, a band pass filter 40, an upstream transparent layer 55, And an upstream-side light guide 65.

적외선 광원(20)에서 조사된 적외선은 광도파로(10)의 내부에서 반사되면서 진행하여, 광센서(30)에 도달한다. 이때, 광센서(30)에 도달하는 적외선 중에서 알코올에 흡수되는 파장의 빛의 강도는 광도파로(10)의 내부에 흐르는 시료가스의 알코올 농도에 따라서 변한다. 본 발명의 일실시예에 따른 비분산 적외선 음주 측정기(1)는 이러한 특정 파장의 빛의 강도의 변화를 이용하여 피측정자의 날숨에 포함되어 있는 알코올의 농도를 계산하고, 이로부터 혈중알코올 농도를 계산한다.The infrared rays irradiated from the infrared light source 20 travel while being reflected inside the optical waveguide 10 to reach the optical sensor 30. At this time, among the infrared rays reaching the optical sensor 30, the intensity of the light absorbed by the alcohol changes depending on the alcohol concentration of the sample gas flowing in the optical waveguide 10. The non-dispersive infrared drinking meter 1 according to an embodiment of the present invention calculates the concentration of alcohol contained in the subject's exhalation using the change in the intensity of light at the specific wavelength, .

도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(90)는 본체(92)와 커버(91)를 포함한다. 케이스(90)의 우측 측면에는 시료가스유입관(80)이 노출되어 있으며, 여기에 불대(82)가 수직으로 결합된다. 피측정자가 불대(82)를 통해 날숨을 불어넣으면, 날숨의 일부가 시료가스유입관(80)으로 유입되고, 나머지는 불대(82)의 출구로 배출된다.As shown in Fig. 2, the case 90 includes a main body 92 and a cover 91. Fig. A sample gas inflow pipe 80 is exposed on the right side surface of the case 90, and a bubble column 82 is vertically coupled to the sample gas inflow pipe 80. When the person to be measured exhales through the breech block 82, a part of the exhalation flows into the sample gas inflow pipe 80 and the rest is discharged to the exit of the breech block 82.

도 3에 도시된 바와 같이, 광도파로(10)는 한 쌍의 서로 나란한 직선부(13, 14)와 한 쌍의 직선부(13, 14)를 서로 연결하는 곡선부(15)를 포함하는 대체로 U자 형태의 금속관이다. 광도파로(10)는 황동 관을 구부려서 제작할 수 있다. 광도파로(10)는 시료가스가 통과하는 통로이다. 또한, 광도파로(10)는 그 내부로 조사된 적외선이 그 내면에 반사되면서 통과하는 통로이다.3, the optical waveguide 10 includes a curved portion 15 connecting a pair of mutually parallel linear portions 13 and 14 and a pair of linear portions 13 and 14, U-shaped metal tube. The optical waveguide 10 can be manufactured by bending a brass pipe. The optical waveguide 10 is a passage through which the sample gas passes. The optical waveguide 10 is a passage through which infrared rays irradiated into the optical waveguide 10 pass while being reflected on the inner surface thereof.

광도파로(10)의 우측 직선부(13)의 상단 측면에는 관통구멍(11)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(11)에는 시료가스유입관(80)이 결합되어 있다. 피측정자가 불대(82)의 입구를 통해서 불어넣은 날숨 중 일부는 시료가스유입관(80)을 통해서 광도파로(10)로 유입되며, 나머지는 불대(82)의 출구를 통해서 외부로 배출된다. 또한, 광도파로(10)의 좌측 직선부(14)의 상단 측면에도 관통구멍(12)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(12)에는 연결관(85)이 결합되어 있다.A through hole 11 is formed in the upper surface of the right linear portion 13 of the optical waveguide 10 and a sample gas inlet pipe 80 is coupled to the through hole 11. [ A part of the vomiting blown by the person to be measured through the inlet of the vat 82 flows into the optical waveguide 10 through the sample gas inflow pipe 80 and the rest is discharged to the outside through the exit of the vat 82. A through hole 12 is also formed in the upper side surface of the left linear portion 14 of the optical waveguide 10. And a connection pipe 85 is coupled to the through hole 12.

광도파로(10)의 한 쌍의 직선부(13, 14)와 곡선부(15)에 의해서 둘러싸인 공간에는 흡입펌프(18)가 설치된다. 흡입펌프(18)는 연결튜브(86)에 의해서 광도파로(10)에 결합된 연결관(85)과 연결된다. 따라서 흡입펌프(18)가 가동되면, 시료가스유입관(80)을 통해서 광도파로(10)의 내부로 시료가스가 유입된다.A suction pump 18 is provided in a space surrounded by the pair of straight line portions 13 and 14 and the curved portion 15 of the optical waveguide 10. The suction pump 18 is connected to the coupling pipe 85 coupled to the optical waveguide 10 by the coupling tube 86. Therefore, when the suction pump 18 is operated, the sample gas flows into the optical waveguide 10 through the sample gas inlet pipe 80.

광도파로(10)를 U자 형태로 구성하고, 광도파로(10)에 의해서 둘러싸인 공간에 흡입펌프(18) 설치함으로써, 적외선이 통과하는 경로의 길이를 충분히 길게 하면서도, 동시에 음주 측정기(1)의 크기를 줄일 수 있다. 광도파로(10)의 길이가 길어지면, 자외선이 알코올과 반응하는 시간이 길어지므로, 정확한 측정이 가능하다.The optical waveguide 10 is formed in a U shape and the suction pump 18 is provided in the space surrounded by the optical waveguide 10 so that the length of the path through which the infrared rays pass is sufficiently long, The size can be reduced. When the length of the optical waveguide 10 is long, the time required for the ultraviolet light to react with the alcohol becomes long, so accurate measurement is possible.

본 발명에 있어서, 상류 측과 하류 측은 흡입펌프(18)가 작동할 때 시료가스가 흐르는 방향을 기준으로 정한다. In the present invention, the upstream side and the downstream side are determined based on the direction in which the sample gas flows when the suction pump 18 operates.

광도파로(10)의 둘레에는 히터(70)가 설치된다. 히터(70)로는 필름 형태의 히터(70)를 사용할 수 있다. 날숨에는 다량의 수증기 포함되어 있으므로, 시료가스의 온도가 약 33℃이하로 떨어지면, 시료가스의 내부에 포함되어 있는 수증기가 응축되어 광도파로(10)의 내부에 수분이 맺힌다. 알코올은 수분에 쉽게 용해되므로, 수분이 맺히면 시료가스 내부의 알코올 농도가 떨어진다. 따라서 광도파로(10)의 온도를 33℃ 이상의 일정한 온도로 유지할 필요가 있다. 히터(70)는 광도파로(10)를 가열하여, 광도파로(10)의 내부가 일정한 온도로 유지되도록 한다.A heater (70) is provided around the optical waveguide (10). As the heater 70, a heater 70 in the form of a film can be used. Since the exhalation contains a large amount of water vapor, when the temperature of the sample gas falls below about 33 ° C, the water vapor contained in the sample gas condenses and moisture forms inside the optical waveguide 10. Alcohol easily dissolves in water, so when the water is formed, the alcohol concentration in the sample gas drops. Therefore, it is necessary to maintain the temperature of the optical waveguide 10 at a constant temperature of 33 占 폚 or more. The heater 70 heats the optical waveguide 10 so that the inside of the optical waveguide 10 is maintained at a constant temperature.

그리고 광도파로(10)의 둘레에는 열손실을 최소화하기 위해서 단열재(75)가 배치된다. 또한, 광도파로(10)와 흡입펌프(18) 사이에도 단열재(75)가 배치된다. 광도파로(10)와 흡입펌프(18) 사이의 단열재(75)는 광도파로(10)의 단열뿐 아니라 흡입펌프(18)의 진동에 의한 소음을 제거하는 역할도 한다. A heat insulating material 75 is disposed around the optical waveguide 10 to minimize heat loss. A heat insulating material 75 is also disposed between the optical waveguide 10 and the suction pump 18. [ The heat insulating material 75 between the optical waveguide 10 and the suction pump 18 also serves to remove the noise caused by the vibration of the suction pump 18 as well as the heat insulation of the optical waveguide 10.

적외선 광원(20)은 광도파로(10)의 도면상 우측 직선부(13)의 상단에 광도파로(10)와 이격되어 설치된다. 적외선 광원(20)은 알코올 가스가 흡수하는 특정 파장의 빛을 포함하는 적외선 광을 방사한다.The infrared light source 20 is installed at the upper end of the straight line portion 13 on the right side of the optical waveguide 10 in the figure so as to be spaced apart from the optical waveguide 10. The infrared light source 20 emits infrared light containing light of a specific wavelength absorbed by the alcohol gas.

그리고 적외선 광원(20)과 광도파로(10)의 개방된 상류 측 일단 사이에는 순서대로 상류 측 광가이드(65)와 상류 측 투명층(55)이 배치된다. 상류 측 광가이드(65)는 빛을 안내하도록 경사진 내면을 구비한 중공 관으로서, 내면에 금속으로 이루어진 광반사층(66)이 코팅되어 있는 프라스틱 사출물일 수 있다. 상류 측 광가이드(65)는 적외선 광원(20)에서 조사된 빛을 광도파로(10)의 개방된 상류 측 일단으로 안내하는 역할을 한다.The upstream-side light guide 65 and the upstream-side transparent layer 55 are disposed in order between the infrared light source 20 and one open-end upstream end of the optical waveguide 10. The upstream-side light guide 65 may be a hollow tube having an inclined inner surface for guiding light, and a plastic injection molded body in which a light reflecting layer 66 made of metal is coated on the inner surface. The upstream-side light guide 65 serves to guide the light irradiated from the infrared light source 20 to the open upstream side of the optical waveguide 10.

상류 측 투명층(55)은 광도파로(10)에 유입된 시료가스가 적외선 광원(20) 측으로 흐르는 것은 방지하고, 적외선 광원(20)에서 방사된 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장은 통과시키는 역할을 한다. 시료가스의 내부에는 침과 같은 이물질이 포함되어 있을 수 있으므로, 유입된 시료가스가 적외선 광원(20)과 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 상류 측 투명층(55)은 투명한 유리나 필름으로 이루어질 수 있다. 또한, 적외선만을 투과시키는 적외선 필터로 이루어질 수도 있다. The upstream transparent layer 55 prevents the specimen gas flowing into the optical waveguide 10 from flowing to the infrared light source 20 and passes at least a specific wavelength of the infrared light emitted from the infrared light source 20, . It is preferable that the introduced sample gas does not come in contact with the infrared light source 20 because the sample gas may contain a foreign substance such as a needle. The upstream-side transparent layer 55 may be made of transparent glass or a film. It may also be an infrared filter that transmits only infrared rays.

광센서(30)는 광도파로(10)의 도면상 좌측 직선부(14)의 상단에 광도파로(10)와 이격되어 설치된다. 광센서(30)는 알코올 가스와 반응하는 특정 파장의 적외선을 감지하여 전기 신호로 전환한다. 알코올 농도가 높을수록 알코올과 반응하는 특정 파장의 적외선의 강도가 약해진다. The optical sensor 30 is installed at the upper end of the left linear portion 14 of the optical waveguide 10 in the drawing, spaced apart from the optical waveguide 10. The optical sensor 30 detects an infrared ray of a specific wavelength reacting with the alcohol gas and converts the infrared signal into an electric signal. The higher the alcohol concentration, the weaker the intensity of infrared rays of a specific wavelength reacting with alcohol.

광센서(30)와 광도파로(10)의 개방된 하류 측 일단 사이에는 밴드패스 필터(40), 하류 측 광가이드(60), 하류 측 투명층(50)이 순서대로 설치된다.A band-pass filter 40, a downstream-side light guide 60, and a downstream-side transparent layer 50 are provided in order between the optical sensor 30 and one open end downstream side of the optical waveguide 10.

밴드패스 필터(40)는 알코올 가스와 반응하는 특정 파장(대략 9.3㎛정도)의 빛을 선택적으로 통과시키는 역할을 한다.The band-pass filter 40 selectively passes light of a specific wavelength (approximately 9.3 占 퐉) reacting with the alcohol gas.

하류 측 광가이드(60)는 빛을 안내하도록 경사진 내면을 구비한 중공 관으로서, 상류 측 광가이드(65)와 마찬가지로, 내면에 금속으로 이루어진 광반사층(61)이 코팅되어 있는 프라스틱 사출물일 수 있다. 하류 측 광가이드(60)는 광도파로(10)를 통과한 빛을 밴드패스 필터(40)로 안내하는 역할을 한다.The downstream side light guide 60 is a hollow tube having an inclined inner surface for guiding light and may be a plastic injection molded article in which a light reflecting layer 61 made of metal is coated on the inner surface thereof, have. The downstream-side light guide 60 serves to guide the light that has passed through the optical waveguide 10 to the band-pass filter 40.

또한, 하류 측 광가이드(60)는 하류 측 투명층(50)과 함께 광도파로(10)의 열이 밴드패스 필터(40) 및 광센서(30) 측으로 전도되는 것을 방지한다. 상술한 바와 같이, 광도파로(10)는 보통 황동과 같은 금속 파이프로 이루어지며, 히터(70)에 의해서 가열된다. 광센서(30)는 온도에 영향을 많이 받기 때문에 이러한 열이 광센서(30)에 전달되는 것은 바람직하지 않으며, 광센서(30)는 단순히 단열재(75) 등을 통해서 보온만 시키는 것이 바람직하다. 하류 측 광가이드(60)는 열전도도가 매우 낮은 프라스틱 사출물로 이루어지므로, 하류 측 광가이드(60)는 광도파로(10)의 열이 광센서(30)로 전도되는 것을 차단하는 역할을 한다. 하류 측 투명층(50)과 밴드패스 필터(40)도 보통 유리재질로 이루어지므로 열전도도가 낮으나, 매우 얇기 때문에 하류 측 광가이드(60)로 열전도를 차단하는 것이 바람직하다. The downstream-side light guide 60 prevents the heat of the optical waveguide 10 from being conducted to the band-pass filter 40 and the optical sensor 30 side together with the downstream-side transparent layer 50. As described above, the optical waveguide 10 is usually made of a metal pipe, such as brass, and is heated by the heater 70. It is not preferable that the optical sensor 30 is affected by the temperature so that such heat is not transmitted to the optical sensor 30. It is preferable that the optical sensor 30 is simply heated through the heat insulating material 75 or the like. The downstream side light guide 60 serves to prevent the heat of the optical waveguide 10 from being conducted to the optical sensor 30 because the downstream side optical guide 60 is made of a plastic injection material having a very low thermal conductivity. Since the downstream transparent layer 50 and the band-pass filter 40 are made of glass, they are low in thermal conductivity, but are very thin, so that it is preferable to block heat conduction by the downstream-side light guide 60.

하류 측 투명층(50)은 광도파로(10)에 유입된 시료가스가 광센서(30) 측으로 흐르는 것은 방지하고, 적외선 광원(20)에서 방사된 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장은 통과시키는 역할을 한다. 시료가스의 내부에는 침과 같은 이물질이 포함되어 있을 수 있으므로, 유입된 시료가스가 밴드패스 필터(40)와 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 보통 광센서(30) 및 밴드패스 필터(40)는 광도파로(10)의 내부에 비해서 온도가 낮은 상태로 유지되므로, 시료가스가 밴드패스 필터(40)에 접촉하게 되면, 시료가스 내부의 수증기가 밴드패스 필터(40)의 표면에 응축되어 정확한 측정이 이루어지지 않을 수 있다. 하류 측 투명층(50)은 광도파로(10)와 접하고 있어서, 온도가 높으므로, 하류 측 투명층(50)의 표면에서는 시료가스에 포함된 수증기가 응축하지 않는다. 하류 측 투명층(50)은 상류 측 투명층(55)과 마찬가지로 투명한 유리나 필름으로 이루어질 수 있다. 또한, 적외선만을 투과시키는 적외선 필터로 이루어질 수도 있다. The downstream transparent layer 50 prevents the specimen gas flowing into the optical waveguide 10 from flowing toward the optical sensor 30 and passes at least a specific wavelength of the infrared light emitted from the infrared light source 20, . It is preferable that the sample gas does not contact the band-pass filter 40 because the sample gas may contain a foreign substance such as a needle. Since the temperature of the ordinary optical sensor 30 and the bandpass filter 40 are kept lower than the temperature of the interior of the optical waveguide 10, when the sample gas contacts the bandpass filter 40, The condensed water vapor on the surface of the band-pass filter 40 may not be accurately measured. Since the downstream-side transparent layer 50 is in contact with the optical waveguide 10 and the temperature is high, the water vapor contained in the sample gas does not condense on the surface of the downstream-side transparent layer 50. The downstream-side transparent layer 50 may be made of transparent glass or a film like the upstream-side transparent layer 55. It may also be an infrared filter that transmits only infrared rays.

또한, 본 발명에 따른 비분산 적외선 음주 측정기(1)의 일실시예는 신호처리부(미도시)와 표시부(95)를 더 포함한다. 신호처리부는 광센서(30)로부터 수신한 전기적 신호를 처리하여, 피측정자의 혈중알코올농도를 계산할 수 있다. 또한, 신호처리부는 히터(70)와 흡입펌프(18)를 제어하는 역할도 한다. In addition, one embodiment of the non-dispersive infrared drinking water meter 1 according to the present invention further includes a signal processing unit (not shown) and a display unit 95. The signal processing unit can process the electrical signal received from the optical sensor 30 to calculate the blood alcohol concentration of the subject. The signal processing unit also serves to control the heater 70 and the suction pump 18.

표시부(95)는 신호처리부에서 계산된 알코올농도를 표시한다. 표시부(95)와 신호처리부는 케이스(90)의 내부의 인쇄회로기판(93)에 설치된다.The display unit 95 displays the alcohol concentration calculated in the signal processing unit. The display portion 95 and the signal processing portion are provided on the printed circuit board 93 inside the case 90. [

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 비분산 적외선 음주 측정기(1)의 작용에 대해서 설명한다. 비분산 적외선 음주 측정기(1)의 표면의 시작 버튼(96)을 누르면, 히터(70)에 전류가 인가되어, 광도파로(10)가 가열된다. 광도파로(10)가 충분히 가열된 것이 온도센서(미도시) 등을 통해서 확인되면, 측정준비가 완료되었음이 표시부(95)를 통해서 표시된다. 이때, 광센서(30)와 밴드패스 필터(40)는 광도파로(10)와 프라스틱 재질의 하류 측 광가이드(60)에 의해서 단열되어 있으므로, 광센서(30)는 가열되지 않는다.Hereinafter, the operation of the non-dispersive infrared drinking water meter 1 according to the embodiment of the present invention will be described. When the start button 96 on the surface of the nondispersed infrared drinking meter 1 is pressed, a current is applied to the heater 70, and the optical waveguide 10 is heated. When the optical waveguide 10 is sufficiently heated by a temperature sensor (not shown) or the like, the fact that the measurement preparation is completed is displayed through the display unit 95. At this time, since the optical sensor 30 and the bandpass filter 40 are insulated by the optical waveguide 10 and the downstream-side light guide 60 made of a plastic material, the optical sensor 30 is not heated.

피측정자가 불대(82)를 통해서 날숨을 주입하는 것이 유량센서(미도시)등을 통해서 확인되면, 흡입펌프(18)가 수초동안 가동되고, 불대(82)를 통해서 주입되는 날숨 중의 일부가 시료가스유입관(80)을 통해서 광도파로(10)의 내부로 유입된다. 날숨 중 광도파로(10)의 내부로 유입되지 않은 나머지는 불대(82)의 출구를 통해서 외부로 배출된다. 광도파로(10)의 내부로 유입된 시료가스(날숨 중 광도파로(10)의 내부로 유입된 부분)는 광도파로(10)를 채운다. 광도파로(10)의 양단은 각각 하류 측 투명층(50)과 상류 측 투명층(55)에 의해서 막혀 있으므로, 시료가스가 적외선 광원(20)이나 광센서(30)에 접촉하지 않는다. If the measured person confirms the infusion of the exhalation through the infant bed 82 through the flow sensor (not shown) or the like, the suction pump 18 is operated for a few seconds and part of the exhalation injected through the infant bed 82 becomes the sample And then flows into the inside of the optical waveguide 10 through the gas inlet pipe 80. The rest of the air that has not flowed into the optical waveguide 10 during exhalation is discharged to the outside through the exit of the bed frame 82. The sample gas (the portion that flows into the inside of the optical waveguide 10 during infestation) flowing into the optical waveguide 10 fills the optical waveguide 10. The both ends of the optical waveguide 10 are blocked by the downstream side transparent layer 50 and the upstream side transparent layer 55 so that the sample gas does not contact the infrared light source 20 or the optical sensor 30.

그리고 적외선 광원(20)이 점등되면, 적외선 광원(20)에서 발산된 적외선이 상류 측 광가이드(65)와 상류 측 투명층(55)을 통과하여, 광도파로(10)의 내부로 유입된다. 광도파로(10)의 내부로 조사된 빛은 광도파로(10)의 내면에서 반사되면서, 광센서(30) 측(하류 측)으로 진행한다. 이때, 알코올 가스와 반응하는 특정 파장의 빛은 알코올 가스에 흡수된다.When the infrared light source 20 is turned on, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 pass through the upstream-side light guide 65 and the upstream-side transparent layer 55 and flow into the inside of the optical waveguide 10. Light irradiated to the inside of the optical waveguide 10 is reflected by the inner surface of the optical waveguide 10 and proceeds to the optical sensor 30 side (downstream side). At this time, the light of a specific wavelength reacting with the alcohol gas is absorbed by the alcohol gas.

광도파로(10)를 통과한 적외선은 하류 측 투명층(50)을 통과하고, 하류 측 광가이드(60)에 의해서 안내된다. 이 적외선은 밴드패스 필터(40)를 통과한 후 광센서(30)에 도달한다. 밴드패스 필터(40)는 알코올 가스에 흡수되는 특정 파장의 빛을 제외한 나머지 빛은 반사 또는 흡수하고, 알코올 가스에 흡수되는 특정 파장의 빛만 통과시킨다. 광센서(30)에서는 알코올 가스에 흡수되는 특정 파장의 빛의 강도에 따른 전기신호를 발생시킨다. 이 전기신호는 인쇄회로기판(93)을 통해서 신호처리부에 전달되고, 신호처리부에서는 이 전기신호를 통해서 혈중 알코올 농도를 계산한다. 그리고 계산된 혈중 알코올 농도 값은 표시부(95)에 표시된다. The infrared rays having passed through the optical waveguide 10 pass through the downstream-side transparent layer 50 and are guided by the downstream-side optical guide 60. This infrared ray reaches the optical sensor 30 after passing through the band-pass filter 40. The band-pass filter 40 reflects or absorbs light other than light of a specific wavelength absorbed by the alcohol gas, and passes only light of a specific wavelength absorbed by the alcohol gas. The optical sensor 30 generates an electric signal according to the intensity of light of a specific wavelength absorbed in the alcohol gas. The electric signal is transmitted to the signal processing unit through the printed circuit board 93, and the signal processing unit calculates the blood alcohol concentration through the electric signal. The calculated blood alcohol concentration value is displayed on the display unit 95.

이상, 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 명백하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

1: 비분산 적외선 음주 측정기 10: 광도파로
11, 12: 관통구멍 13, 14: 직선부
15: 곡선부 18: 흡입펌프
20: 적외선 광원 30: 광센서
40: 밴드패스 필터 50: 하류 측 투명층
55: 상류 측 투명층 60: 하류 측 광가이드
65: 상류 측 광가이드 70: 히터
75: 단열재 80: 시료가스유입관
82: 불대 85: 연결관
86: 연결튜브 90: 케이스
93: 인쇄회로기판 95: 표시부1: Nondispersive Infrared Alcohol Analyzer 10: Optical waveguide
11, 12: Through hole 13, 14: Straight line
15: Curved portion 18: Suction pump
20: Infrared light source 30: Light sensor
40: Bandpass filter 50: Downstream transparent layer
55: upstream side transparent layer 60: downstream side light guide
65: upstream-side light guide 70: heater
75: Insulation material 80: Sample gas inlet pipe
82: Infantry 85: Connector
86: connecting tube 90: case
93: printed circuit board 95: display

Claims (9)

그 내부에 시료가스가 흐르며 그 내면은 적외선을 반사하는 광도파로와, 상기 광도파로의 내부에 적외선을 방사하는 적외선 광원과, 상기 광도파로를 통과한 적외선을 감지하여 전기 신호를 발생하는 광센서를 포함하는 비분산 적외선 음주 측정기에 있어서,
상기 광센서의 상류 측에 설치되어, 알코올 가스에 반응하는 특정 파장의 빛만이 상기 광센서에 전달되도록, 적외선의 특정 파장의 빛만 통과시키는 밴드패스필터와,
상기 광도파로의 하류 측 일단에 설치되어 시료가스가 상기 광센서 측으로 흐르는 것은 방지하고, 상기 광도파로를 통과한 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장의 빛은 통과시키는 하류 측 투명층과,
상기 하류 측 투명층과 상기 밴드패스필터 사이에 배치되어, 상기 하류 측 투명층을 통과한 적외선을 상기 밴드패스필터에 전달하는 하류 측 광가이드를 더 포함하며,
상기 하류 측 광가이드는 상기 광도파로에 비해서 열전도도가 낮은 프라스틱 재질의 중공 관이며, 내면에 광반사층이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.An optical waveguide for reflecting the infrared light, an infrared light source for emitting infrared light inside the optical waveguide, and an optical sensor for sensing an infrared ray passing through the optical waveguide and generating an electric signal, A non-dispersive infrared drinking meter, comprising:
A bandpass filter provided on an upstream side of the optical sensor for passing only light of a specific wavelength of infrared rays so that only light of a specific wavelength responsive to the alcohol gas is transmitted to the optical sensor;
A downstream-side transparent layer which is provided at one end downstream of the optical waveguide to prevent a sample gas from flowing to the optical sensor side and allows light of a specific wavelength, which reacts with at least alcohol, among infrared rays that have passed through the optical waveguide,
And a downstream light guide disposed between the downstream transparent layer and the band-pass filter, for transmitting infrared rays having passed through the downstream transparent layer to the band-pass filter,
Wherein the downstream light guide is a plastic hollow tube having a lower thermal conductivity than that of the optical waveguide, and a light reflecting layer is coated on an inner surface of the downstream light guide. 제1항에 있어서,
상기 광도파로의 상류 측 일단에 설치되어 시료가스가 상기 적외선 광원 측으로 흐르는 것은 방지하고, 상기 적외선 광원에서 방사된 적외선 중 적어도 알코올에 반응하는 특정 파장은 통과시키는 상류 측 투명층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.The method according to claim 1,
And an upstream-side transparent layer disposed at one end of the upstream side of the optical waveguide so as to prevent the specimen gas from flowing to the infrared light source side and to transmit at least a specific wavelength of infrared rays emitted from the infrared light source, Non-dispersive infrared drinking meter. 제2항에 있어서,
상기 적외선 광원과 상기 상류 측 투명층 사이에 배치되어, 상기 적외선 광원에서 방사된 적외선을 상기 상류 측 투명층에 전달하는 상류 측 광가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.3. The method of claim 2,
And an upstream light guide disposed between the infrared light source and the upstream transparent layer for transmitting the infrared light emitted from the infrared light source to the upstream transparent layer. 제1항에 있어서,
상기 광도파로에 연결되어 가동시 상기 광도파로에 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.The method according to claim 1,
And a suction pump connected to the optical waveguide and configured to introduce the sample gas into the optical waveguide when the optical waveguide is in operation. 제4항에 있어서,
상기 광도파로는 서로 나란한 한 쌍의 직선부와 한 쌍의 직선부를 서로 연결하는 곡선부를 포함하며, 상기 흡입펌프는 상기 한 쌍의 직선부와 곡선부에 의해서 둘러싸인 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.5. The method of claim 4,
Wherein the optical waveguide includes a pair of linear portions and a curved portion that connects the pair of linear portions to each other and the suction pump is disposed in a space surrounded by the pair of straight portions and the curved portions. Distributed Infrared Alcohol Meter. 제5항에 있어서,
상기 광도파로의 둘레에 및 상기 광도파로와 흡입펌프 사이의 공간에 배치된 단열재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기. 6. The method of claim 5,
And a heat insulating material disposed around the optical waveguide and in a space between the optical waveguide and the suction pump. 제1항에 있어서,
상기 광도파로의 둘레에는 히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.The method according to claim 1,
And a heater is installed around the optical waveguide. 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 상류 측 광가이드는 프라스틱 재질의 중공 관이며, 내면에 광반사층이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 음주 측정기.The method of claim 3,
Wherein the upstream-side light guide is a hollow tube made of a plastic material, and a light reflecting layer is coated on an inner surface thereof.
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